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此文为标杆精益高级精益顾问陈栋(TONY CHAN)就PCB行业精益转型系列文章的第2篇,此系列文章包括以下6篇,为顾问在多个PCB企业实施经验之总结,以饷读者。
1. 关键工序压合效率提升
2. 关键工序压合品质改善
3. 关键工序压合周期缩短
4. 关键工序压合保全、能耗
5. 关键工序阻焊改善
6. 钻孔-FQA-包装全面改善
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阻焊与压合是制约PCB全制程的瓶颈工序,通过我们实践经验,我们总结出压合工序具有的痛点主要在于效率方面、品质 废方面、库存过高与交期过长。
图为:压合大工序包含的工序内容
1.人员及设备的效率损失
①棕化工序依靠人工上下板,是低效率低模式
②由于未实现人机分离,作业过程中PP开料人员等待浪费
③由于PP料存放缺乏目视化管控,且人工搬运PP筒状料难度大,导致PP人员大量搬运与寻找浪费
④缺乏有效保养不到位导致钻靶设备故障率达38%,明显制约整个压合投入
2.品质,主要是 废损失,PCB企业成本损失最重要也是质量方面
①操作导致的排版 废:达到0.45 %,究其原因是工艺及操作原因
②操作导致的熔铆 废:达到1.03 %
由于排版和熔铆工序产品非常柔软、脆弱,甚至连手指轻轻刮擦就会导致 废,对操作具有极强的要求,所以有必要通过标准作业建立控制不良发生。
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3.库存,在压合多少反应出出计划排产、过程质量、快速响应等水平
①根据我们辅导经验来看,众多PCB企业导致库存原因包括AOI芯板不配套与少数,引起棕化前处理堆积很多库存。
②无标准的前置期管理,并且开PP与棕化没有建立同步生产,造成棕化出现待PP,从而导致芯板堆积。
③配炉不是均衡化排程,往往是难易和交期长短组合没有考虑,只单独考虑了工艺参数相同这个因素,虽然产量会高,但是却造成大量在制品堆积,这个就是“局部效率高,整体效率低”。
④品质异常导致 废需要重新投料,导致配套的芯板停滞。还有很多尾数,由于生产难度大或者缺料停滞在现场,缺乏有效管控导致停滞时间超长。
4.制造周期,是影响竞争力的关键要素。制造周期往往在压合深受过程质量因素影响,特别是 废问题。
①不同步的生产排程,是典型的推动生产模式,下工序所需求的往往不能及时化供应,而前工序又基于自己工序理解,过量生产非必须的。
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造成工序流程中存在大量的在制品,且在制品越多导致在制品管理、占有空间、寻找过程中产品刮擦 废。
需要从根本上调整排产模式,形成细化的排产计划,建立拉动模式,让各工序间形成同步化生产。
②流程中各种异常缺乏管控如品质、不成套,造成尾板停滞。
③工艺方式导致的停留时间如压合后拆板后温度高,需要停留二十分钟。
④从AOI开始,到压合内部各工序,流动随意,未进行FIFO控制,造成订单周期长。
5.交付(计划达成)
①制程达成率缺乏严格管控、波动大,比较常见的是棕化日计划达成率为52%,层压日计划达成率为88%,若未能达成100%,那么一定影响订单进度和工序齐套性。
尤其是前工序计划达成率至关重要,必须100%才行。
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②约80%的订单由于过程质量控制不足,导致 废需要重新补料。
③计件制模式是个双刃剑,往往导致员工选板做,如优先做容易生产的产品,这导致复杂和批量较小订单排队时间非常长。
6.基础管理(4M因素)
①设备日常维护保养差、缺失导致设备异常与故障多。另外突出问题是清扫基本未执行到位,导致杂物进入芯板或者铜箔内,造成 废。
②异物管理不严谨,洁净室处存在异物和污染物,这些污染物既有工序产生的,也有员工衣服带入和物流器具带入的。
虽然有整体负压,但还需要通过一系列技改,如熔铆合部位增加真空抽取方式吸走铆钉屑。
③虽然有标准作业,但是非常粗糙,没有具体到如何操作,另外一个层面问题是缺乏标准作业稽核与标准作业改善,往往停留文件层面。
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④缺乏问题分析与解决。
⑤现场的目视管理缺少,QCDSM管理基本缺失,也没有建立机制确保所有人聚焦指标,并把日常改善与指标改善管理,这个方面需要目视化管理与业绩对话机制。
通过VSM分析,及实际订单的跟踪分析,我们可以得到以下结论:
1.计划排程是三级模式从主计划下发车间计划员再下发组长,组长需要基于实际库存情况、配炉情况、订单紧急进行生产调度,在这个过程中信息传递滞后,基本靠口头进行。
计划和物料控制效率极低,失误率高,可执行性差,更谈不上合理化了。
2.订单物混乱流动状态,无流动规则管控。
3.跟踪三个8层板订单,对制造周期进行分析,理论为6.5小时,实际10.27小时;12层板理论为8小时,实际为11.83 小时。
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主要原因及改善案例分享-PP
1.通过工序能力分析明确压合产能瓶颈是排板
2.PP开料工序对熔铆合产生影响,最终影响排板约31%
1.PP开料(关键工序)工序能力损失分析
现场实测表明:换料损失41%、等待损失49%
2.PP换料损失分析:优化作业组合顺序,可以缩短换料时间约50%,具体做法就是将停机时作业转化为非停机准备。
3.PP改善的空间:人机分离、SMED、标准作业实现人数减少20%、产能提升20%。
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4.排版产能损失分析
停机损失时间约占整个作业时间5%(4.8小时),主要发生在回流线和排版机。
5.炉的利用率影响及原因:炉产能损失率约为23%,主要是工艺差异及排炉不合理导致。
6.排版工序产能损失比例为33%:换型:11%、寻找物料:13%、等待:4%。
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7.排版换料损失改善方向:优化作业顺序将停机时作业转化为非停机准备,可以缩短换料损失14 %。
在有效作业中,也存在大量动作浪费和不符合人因工程设计:转身动作、调整与定位。
通过改善排板工序异常故障、性能损失、作业内损失,可以提升产能18%。
8.效率损失中的设备因素分析:设备故障是设备能力损失主要原因
①关键设备故障率2次/天,故障次数高,故障次数反应设备维护保养基础薄弱。
②故障维修时间长,如回流平均维修时间790分钟/月,故障维修时间反应维修能力较弱。
设备故障57%是由于磨损造成,与日常维护保养和计划性预防保养相关
压合PP改善典型案例:
通过项目一期的实施,开PP产能提升了18%,说明问题分析切中根源,对策有效。
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PP车间SMED实施
改善案例1-电子化 表
问题:操作员工手写纸档 表,影响生产时间
改善方式:通过信息技术手段实现电子记录,人员无需手动记录 表。
改善收益:
1.以开钻靶岗位为例:每天换型号180款,每次记录 表15S,节约时填写记录间45分,多生产45*5.5=247.5PNL板;
2.节省纸张成本(目前已普及工序各岗位)。
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改善案例2-PP台面自动下降
问题:PP切割后堆叠高度过高,需人工进行台面升降,PP切割张数累积过多,会超出出料口,易导致PP堵死,产生折痕 废,作业无法人机分离。
改善方式:加装出料口感应头,当PP高度超过设定时,台面自动下降。
PP接板台高度自动调整:根据PP切出的堆积厚度,自动感应调整其高度,机器作业人员可处理其它事情。
改善收益:人员可节约40分钟/班。
改善案例3-卷料自动停止(防错)
问题:未实现人机分离,PP切割有巻料堵死现象,易造成PP浪费,且清理造成停机耗时。
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改善行为:加装感应器,实现卷料机器自动停止
改善收益:节约停机清理时间10分/次,PP打折成本约2000元/月
改善案例4-PP搬运导轨
问题:两人搬运PP费力,PP一箱净重60KG,人员费力,且需休息,浪费时间。
改善行为:使用PP导轨运送PP,降低人员劳动强度,使人更高效的工作
改善收益:换料节约时间20S/次
压合排版、熔铆合、层压改善典型案例:
排版效率提升37%,压机利用率提升17%。
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通过对各岗位员工损失时间分析,发现熔铆合及排版产能损失主要是等待浪费、不增值作业、非标准作业、人因工程问题。
针对等钢板问题,跟踪了一个月数据,明确其产生等待的原因为:
1.小批量板集中进炉、导致钢板占用多,无法进行周转;
2.特殊参数压板时间长,4-5H,标准3H,导致压机满负荷,无法周转钢板。
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针对等待钢板问题提出对策包括:
1.统计产线钢板数量;
2.旧钢板中挑选部分回用;小问题钢板外发返磨;
3.将钢板摆放好,放在暂存架,保证2车,减少等钢板时间。
改善案例1-压机人员优化
问题:3人作业组合不合理,互相等待
改善行为:重新进行作业组合,优化人员,调整人员安排
改善收益:每班节约1人,月收益1.2万
改善案例2-熔铆合安灯
问题:机台生产利用率低,机台出现待料等待,浪费生产时间,员工操作完后,需自已找料,机台处于等待闲置。
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改善行为:安装指示灯,通过指示灯,作业员预警,排产员能及时安排生产
改善收益:减少生产机台的等待,预节约30min/天
改善案例3-熔、铆芯板方向一致化
问题:作业时芯板放置顺序不一致,需翻板,机台设计差异导致需搬运及翻板,易造成棕化擦花,且费时费力。
改善行为:对熔合机定位进行调整,实现作业方式统一
改善收益:避免人员作业翻板,节省时间20S且改善了棕化擦花0.002%
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改善案例4-钢板定位防错
问题:钢板进料区无挡块易跑斜卡钢板,进入研磨机未进行校正,造成钢板擦花,且费时费力。
改善行为:在研磨钢板前端增加两个挡轮,将偏斜的钢板进行纠正。
改善收益:杜绝卡钢板导致 废。
改善案例5-优化板边尺寸
问题:产品只能排单块生产,受钢板尺寸700*1150限制,产品因流胶不能排双块生产。产出下降一半,浪费成本。
改善行为:
优化板边尺寸,将板边尺寸单边由37.49mm减少至30mm,长边由693mm减小至678mm,满足排两块要求。产品可排双块生产,压机产能提升。
改善收益:
部分板产能提升30%,5月-8月累计优化3000平米,收益3000*30%*100元/㎡=9万元。
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